カーアンプ用電源、12/±20V 70W。スキーム、説明

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カーアンプ用電源、12/±20ボルト70ワット。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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乗用車の車載ネットワークの電源電圧は 12 V です。スピーカーシステムの抵抗を 4 オームに設定すると、このような電源電圧で得られる最大電力は 36 W になります。これは、アンプがブリッジ接続され、オープン状態で出力段トランジスタの抵抗がゼロであると仮定した場合、つまりデジタルパルスアンプとしては最も理論的な最大値です。

アナログアンプの場合、ブリッジ接続時の最大電力はチャネルごとに 20 W を超えません。

より大きなパワーを得るには、パルス幅変調方式で音声信号を生成するパルス出力段を使用するか、スピーカーシステムのインピーダンスを下げる必要があります。最初のケースでは、音には PWM からの超音波成分も含まれます。信号の歪みに対処するためのより複雑な対策が必要になります。

XNUMX 番目のケースでは、ボイスコイルの抵抗はすでにボイスコイルに接続されているワイヤの抵抗に匹敵するため、一般にそのような対策を無効にすることができます。別の方法があります。出力信号を整流し、大きな蓄積容量を使用して、出力段で電圧補助を構成することです。しかし、これもあまり良いとは言えません。十分に線形な周波数応答を得ることが難しく、入力信号の大きさに対する電力透過係数の依存性が不均一になる可能性があるからです。

もちろん、低電圧電源から電力を供給されるアンプの出力電力を増加させるための上記の対策はすべて存在する権利があり、慎重かつ有能に実行されれば、良い結果が得られます。しかし、ULF の出力を高めるためのより伝統的な方法があります。電圧コンバータを使用して電源電圧を上げ、バイポーラ電源を構成するだけです。

この方法では、ULF の妥協的な自動車版ではなく、定置型機器で使用されるほぼすべての ULF 回路を自動車で使用でき、コンデンサに電圧ブースターを備えた強力な自動 VLF の洗練された回路よりも大幅に優れた音質を提供できます。低インピーダンスのスピーカーシステムは、HL エンド愛好家が何と言おうと、最高のサウンドはフィードバック回路のない、高インピーダンス出力を備えたシンプルな単管カスケードから得られるからです。しかし、もちろんこれはもう一方の極端です。

車で使用する予定の「通常の」ULF 回路がどのようなものであっても、電源電圧コンバータが必要です。このコンバータは、増加したバイポーラ電圧、この場合は最大 20 A の出力電流で ±4 V を生成する必要があります。このような電源は、次のように作られた、最大 60 ～ 70 W の出力電力で ULF に電力を供給できます。伝統的なサーキットへ。

コンバータの概略図を図に示します。このスキームはほぼ標準的です。出力電圧を安定させるためのPWM回路を備えたマスターオシレータは、マイクロ回路A1で作成されます。公称生成周波数は約 50 kHz (抵抗 R3 によって調整) です。出力からの基準電圧はコンパレータの入力 (ピン 1) に供給され、ピン 1 の電圧に応じてコンパレータは出力電圧を安定に維持するためにマイクロ回路によって生成されるパルスの幅を変更します。出力電圧の値は、この測定電圧を生成するトリミング抵抗 R8 によって正確に設定されます。

（クリックして拡大）

VD1-C3-R4-R5 回路は、ソフトスタート回路を形成します。

出力逆位相パルスは、A8 のピン 11 と 1 から除去されて出力段に供給されますが、ここでは最初にチップ A2 上の出力トランジスタドライバに送られます。このマイクロ回路の役割は、オープンチャネル抵抗が低い強力な電界効果トランジスタを使用しているため、これらのパルスの電力を増幅することです。このようなトランジスタは大きなゲート容量を持っています。トランジスタのオープン速度を十分に確保するには、ゲートの静電容量の充電と放電を可能な限り高速に行う必要があり、これが A2 のドライバの役割を果たします。

電源回路に沿って大きなコンデンサ C6 と C7 が取り付けられていますが、これらはトランスの一次巻線のタップ点に太いワイヤで直接はんだ付けする必要があります。

バイポーラ電源電圧を提供するオプションの場合 (図のように)、二次巻線の中央にタップがあります。このタップはインダクタンス L2 を介してコモン線に接続されています。整流器はダイオード VD2 ～ VD5 (ショットキーダイオード) を使用して作られ、正と負の電圧を提供します。単電源回路では、二次巻線にはタップがなく、整流器ブリッジの負端子は共通の負極に接続する必要があります。この場合、40Vの電圧が必要な場合、抵抗R9の抵抗値を図のXNUMX倍にする必要があります。

変圧器の基礎として、3-USTST ラインのモデルの古いカラーテレビの電源から慎重に分解および巻き戻された変圧器が使用されます。変圧器のコアはそこに非常にしっかりと接着されており、半分を分離するすべての試みが成功するわけではないことに注意する必要があります。この意味で、私の意見では、そのような変圧器を1つ持っている方が良いです（幸いなことに、現在は不要な電源MP-3、MP-XNUMXなどがたくさんあります）。トランスXNUMX台の場合、フレームを巻線ごと切断して取り外します。残るのはコアですが、フレームや巻き線がなければ、はるかに簡単かつ効率的に分割できます。 XNUMX台目のトランスはフレームを傷つけないように慎重にコアを折って割っていきます。この「野蛮さ」の結果、XNUMX つの優れたコアと XNUMX つの優れたフレームが得られます。

さて、巻き方について。巻線には大電流を流す必要があるため、太い電線が必要になります。一次巻線の巻線には、0,61 つに折られた PEV 5 ワイヤが使用されます。二次側も同じワイヤーを半分に折ります。一次巻線は 5+10 ターン、二次巻線は 10+XNUMX ターンです。

コイルL1はコイルではなく、ワイヤー上に配置されたフェライトチューブです。 L2 - 直径 5 mm のフェライトリング上で 0,61 つに折り畳まれた PEV 28 を XNUMX 回巻き付けます。

まれな FDB045AN トランジスタは他のトランジスタに置き換えることができ、最大ドレイン-ソース間電圧が少なくとも 50 V、ドレイン電流が少なくとも 70 A、チャネル 8 の開放抵抗が以下であるため、選択肢は非常に広いです。 0,01オーム。これらのパラメータを使用すると、自動車のイグニッションスイッチなどのほぼすべての FET トランジスタの代替候補を多数選択できます。

コンデンサ C11 と C12 は 25 V 以上の電圧用、残りのコンデンサは 16 V 以上の電圧用です。

著者: Gorchuk N.V.

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